建设绿色煤层气产业的实践与思考

任文军

一、研究背景

我国非常规气源十分丰富，自然资源部测算达190 万亿方，其中煤层气资源38 万亿方。加快开发利用煤层气对能源生产和消费革命具有重要作用，是构建我国清洁低碳的能源体系的重要路径。

（一）大力推进煤层气产业的重要性

1.煤层气是重要的战略接替能源。煤层气是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料，其热值与天然气相当，高于通用煤1 ～4 倍，可以与天然气混输混用。根据“十四五”规划，2020 年天然气占一次能源消费比重提高到10%左右，天然气消费量达到3600 亿立方米，年均复合增长率高达14.2%，我国天然气产量增长不及消费增长速度，进口量持续上升。2018 年，我国天然气进口量达1254 亿立方米，增幅高达31.7%，成为全球第一大天然气进口国。煤层气主要成分与常规天然气相同，完全可以接替常规天然气，成为我国常规天然气现实、可靠的补充资源，为我国国民经济发展做出了重要贡献。开发和利用煤层气可以有效地弥补我国常规天然气在供给量和地域分布上的不足。

2.开发利用煤层气可保障煤矿安全生产。我国煤炭的煤层气平均含气量约为10m3/t，煤矿开采过程中，煤层中的甲烷会逸出，煤层气空气浓度达5%～16%时遇明火会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的直接原因，所以，在煤矿开采前、开采中抽采煤层气是保障煤矿安全的必要措施，可有效保证生产安全，降低煤矿瓦斯爆炸率。多年的煤层气开发使煤矿安全状况显著改善，2018 年全国煤矿百万吨死亡率 0.093，同比下降12.3%，首次降至0.1 以下；瓦斯事故16 起，相比2005 年的414 起下降96%。

3.开发利用煤层气可有效减少温室气体排放。煤层气若直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21 倍。据计算，每利用1 亿立方米甲烷，相当于减排150 万吨二氧化碳，将原本排放到大气中的甲烷抽采利用可以有效降低温室气体排放。此外，煤层气的开发利用能改变煤矿区单一的能源结构，不仅能降低对煤炭的依赖程度，同时可满足人们生活水平提高所带来的能源清洁化要求。2020 年9 月，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”的奋斗目标，这个目标将会实现我国在能源领域的革命，清洁能源将有更为广阔的发展空间。

（二）绿色发展是新时代高质量发展的主题之一

党的十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》强调坚持“绿水青山就是金山银山”理念，促进经济社会发展全面绿色转型，建设人与自然和谐共生的现代化，持续改善环境质量。走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，绿色将成为“十四五”期间的普遍形态。“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念中，“绿色”占据重要一环，环境污染会严重影响高质量发展，全面建设现代化强国也要求经济、政治、文化、社会、生态文明建设全面推进。做好生态文明、绿色发展的大文章，让绿色发展理念重塑发展方式，才能从根本上改善生态环境，取得有效益、有质量、可持续的发展实绩。

（三）煤层气勘探开发对环境的影响

煤层气虽然是清洁能源，但其勘探开发是一项系统工程，会涉及山水林田湖草的环境扰动，如果处置不到位，将会对生态环境产生很大影响。如钻前施工剧烈扰动会造成植被破坏、水土流失；施工过程中产生的扬尘及大气污染、噪声污染直接影响周边群众生活质量；运行管理期间若无序排放废水会造成土壤盐渍化，影响区域植物多样性，造成的地表水和土壤地下水环境污染等；若钻井和压裂过程中添加有毒有害成分的液体，抽排出的采出水还会危害动植物和人类健康。这些问题都需要引起建设方和运营方的高度重视，只有加强煤层气开发全过程监管，不断提升技术操作人员的环保意识和技术水平，严格按照国家有关法律法规进行开发和废弃物处理，形成有效的防控网络，才能推动煤层气产业和环境保护平衡发展

二、主要环境污染及原因分析

煤层气开发井网密度大，单位面积地表扰动大，如果企业不落实“在开发中保护，在保护中开发”的环保责任，必然会对周围生态环境造成破坏，对自然和谐造成影响，具体产生的问题包括：

（一）污染状况

1.土壤环境影响。钻机等大型设备的进场涉及到施工线路清理、施工便道修整，集气、集水管线的敷设涉及管沟开挖，站场和井场建设等均会对土壤、植被、地表形态产生影响，引起水土流失；部分工程涉及河流穿越，可能影响河流水质和土壤质量，对水生生物和土壤微生物产生一定的影响；钻井产生钻井岩屑、钻井废泥浆、包装材料及生活垃圾等，处理不当、管理不严可能污染农田、林地等。

2.水资源及水污染影响。总体来说煤层气废水与石油天然气行业废水不同，其重金属、有机物一般不超标，但其全盐量、COD（化学需氧量）一般偏高，废水可生化性差、导电性强。若在钻井、压裂过程中，钻井液、压裂液发生漏失，含水隔水结构受损，废液沿着裂隙进入含水层，则会造成地下水污染；井场的排采水未经过深化处理后排放至外部地表水流域，也会影响局部地表水环境质量，影响受纳水体的区域污染物总量控制要求，无法实现水体环境功能目标。

3.环境空气质量影响。煤层气开发过程中如果不做好密闭措施和收集措施，任由烃类气体逸散或排放到大气中，会增加温室效应；车辆运输设备进场及施工产生扬尘，会导致PM10的增加，甚至影响周边果树等作物授粉和发育；井场和站场燃气/油发电机等动力设备排放尾气会产生二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物，一定程度上影响环境空气质量。

4.其他环境影响。其他污染还涉及：噪声污染，井场钻井设备及机械施工产生噪声，站场内分离器等设备间的摩擦噪声和空气压缩机、燃气发动机噪声等，会对周围群众包括员工的健康带来负面影响；放射性污染，测井录井过程中，放射源失控或丢失可能带来放射性污染。

（二）原因分析

总体来说，当前我国生态环境保护仍滞后于经济社会发展，良好的生态环境就是民生福祉，在生态文明建设和绿色发展的道路上，煤层气企业还有不少技术难关要攻克、不少问题需要探索、不少工作方式需要转变、不少管理举措需要夯实。煤层气开发企业应清醒认识到在生态环境保护工作方面与党中央、国务院和全国人民的要求还有一定差距。

1.对生态文明建设、绿色发展理念的认识还不到位，责任制落实不到位，仍未完全摆脱“先污染后治理”的传统发展模式，早期的勘探开发“重生产轻环保”，开发和管理模式粗放。

2.低成本战略下技术手段与经济性不匹配，环境治理基础设施较为薄弱，设备设施腐蚀老化严重。

3.煤层气采出水排放量大、执行标准高，行业标准不健全，区域环境容量和承载能力不足。

4.勘探开发受限与能源缺口的矛盾加剧，生态红线、环境敏感区的划定一定程度上缩小了能源开发利用的范围。

5.环保现场管理未跟上环保政策趋严的要求，现场人员环保意识和能力不足，管理考核机制不健全。

三、煤层气产业绿色发展对策及措施

如何在新时期实现“气化一方”“造福一方”的同时实现绿色发展，是每一个煤层气企业需要思考的问题，为实现高质量可持续发展，必须在生态环境保护方面大力作为。

（一）深刻领悟习近平生态文明思想

习近平生态文明思想是开放的、发展着的新思想，立意高远，内涵丰富，论述深刻，学习好运用好习近平生态文明思想是推动企业高质量绿色发展的重要手段。

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央，把生态文明建设作为统筹推进“五位一体”总体布局，协调推进“四个全面”战略布局的重要内容，推动生态文明建设和生态环境保护，从实践到认识发生了历史性、转折性、全局性变化。2018 年召开的全国生态环境保护大会，正式确立了习近平生态文明思想，深刻回答了为什么建设生态文明、建设什么样的生态文明、怎样建设生态文明等重大理论和实践问题，为推动生态文明建设，提供了思想指引和实践指南。

十九届五中全会对生态文明建设和生态环境保护作出重大决策部署，明确提出二〇三五年“美丽中国建设目标基本实现”的远景目标和“十四五”时期“生态文明建设实现新进步”的新目标新任务，并就“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”作出具体部署。煤层气企业要想可持续发展，必须从“坚持人与自然和谐共生、绿色青山就是金山银山、加快形成绿色发展方式和生活方式、良好的生态环境是最普惠的民生福祉、统筹山水林田湖草系统治理、用制度为生态文明建设保驾护航、维护人类共同的地球家园”7 个方面全面、系统、深刻地领会习近平生态文明思想的内涵，并以此为指引和奋斗目标，持续改善开发生产区域的生态环境质量，开发一方能源、爱护一方水土，提高周边群众获得感、幸福感、安全感。

（二）严格遵循习近平法治思想

要以习近平法治思想武装头脑，主动践行绿色发展理念，习近平总书记指出“谋划工作要运用法治思维，处理问题要运用法治方式，说话做事要先考虑一下是不是合法，要把对法治的尊崇、对法治的敬畏转化为思维方式和行为方式，做到在法治之下、而不是法治之外、更不是法治之上想问题、做决策、办事情”。领导干部首先要学法、懂法，深刻领悟史上最严《环境保护法》，“知行合一”，随着法治观念不断增强，依法办事能力也会不断提升；其次要培养法治思维，牢记生态红线不可逾越、合规底线不能触碰，处理施工作业、经营发展过程中遇到的问题，自觉运用法治思维化解矛盾，让法治思维在心中落地生根，为生态文明建设助力。

（三）全面完善企业环境保护管理制度

1.结合煤层气企业管理实际，建立健全环境保护管理制度。严格执行煤层气（煤矿瓦斯）排放标准，禁止煤层气直接排放，煤层气（煤矿瓦斯）开采企业建立环保管理制度，负责监督环境保护措施的落实，协调解决有关问题，突出企业生态环境保护责任主体。对规划建设的项目依法开展环境影响评价，严格做好环保设施、水土保持设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用的“三同时”制度、排污许可制度、污染物总量控制制度、危险废物管控制度、环境监测与监理制度等的落实。

2.将绿色发展理念与油气勘探开发全过程有机结合。全过程推动绿色矿山建设，着力推动高效勘探开发、绿色清洁生产、资源综合利用、HSE 体系建设、风险管控等重点工作，确保绿色油气田建设有抓手、有措施、有标准，可操作、可实现、可考核。实现环保管理方式从被动应对向主动作为转变；从末端治理向源头控制转变；从粗放管理向精细管理转变；从污染处置向资源化利用转变。

（四）切实担负生态文明建设政治责任

责任意识问题不解决，清洁生产践行就不自觉，良好稳健的发展形势就可能再次陷入被动，抓住“关键环节”“关键人”是推进生态文明建设的有效工作方法。当前生态文明建设稳步推进、污染防治攻坚正在爬坡过坎，如果没有更多的精心部署、协同配合，生态环境保护工作就无从落实。

1.对企业而言，主要领导是本企业生态环境保护第一责任人，要做到重要工作亲自部署、重大问题亲自过问、重要环节亲自协调、重大问题亲自督办。

2.各业务部门应各负其责，共同履行好生态环境保护职责，管发展、管生产、管行业的部门必须按“一岗双责”的要求抓好业务范围内的生态环境保护工作。

3.培育“人人都是环保员”的煤层气企业文化。近三年环境日主题均为“我是行动者”，旨在突出全员责任，在工作与生活中按照“低碳环保、清洁高效”的理念去行动，践行绿色生产和消费，涓流成海、久久为功，定能建成美丽气田、美丽中国。

“在资源保护中开发，在开发资源中保护”“环保优先、绿色发展”，真正落实生态环境保护工作“党政同责、一岗双责”，坚持“管发展管环保、管生产管环保、管业务管环保”，应联系自身实际，深刻领会国家对生态环境保护工作的新要求、新部署。坚定不移贯彻各级党组织生态环境保护重大问题的议事制度，把习近平总书记关于“生态环境保护是关系党的使命宗旨的重大政治问题，也是关系民生的重大社会问题”这一重要论述落实到具体工作中，依靠党组织解决生产开发过程中的生态环境保护问题，将生态环境保护工作提升到前所未有的高度。

（五）持续创新技术手段落实清洁生产

1.加强顶层设计。过去企业谋发展讲究的是快速上产，多多少少忽视了环境保护源头控制和顶层设计，造成了后续环评变更、部分井关停退出、污染防治工程补建等被动局面。鉴于非常规能源勘探开发业务的复杂性和特殊性，更加凸显了环保顶层设计的必要性和重要性。要想实现绿色清洁，依靠改进生产工艺和加强管理，必须从源头消除或减少污染。

（1）在决策源头上防止环境污染和生态破坏，注重从空间布局、资源配置等方面做好规划设计，避免粗放和浪费。如场站选址和井距部署都应与区域环境特性相匹配，避免触碰生态红线区、禁采区，对偏远探井实施LNG、CNG 收集，进一步提升资源的利用率。

（2）采用先进清洁的工艺技术和设备，如打丛式井、定向水平井组、平台井；CO2驱压裂、优化泥浆配比和压裂液体系等，通过技术更新、小改小革替代传统工艺和落后产能。

（3）秉承节约、集约利用土地资源的理念，科学规划，尽可能保护耕地、林地，减少钻前土地损毁面积，因地制宜地使用土地资源，将区域影响降至最小。

（4）构建源头预防的环境保护体系，实施工厂化、预制化作业，在设计、环评等文件中明确切实可行的环保要求和措施，并按比例预留足够的环保资金。采取源头预防的技术手段虽然需要前期一定的资金投入，但同时也能获得巨大的“保护红利”。

2.实行绿色作业。钻井、地面建设、修井等施工作业环节是产污、影响生态环境的主要环节，但绿色作业可以让生产和环保更和谐，实现增产不增污，具体措施可以包括：压裂返排液预处理后循环利用、钻井修井作业油水不落地、燃气锅炉低氮改造、网电或光伏发电替代传统动力设备、优化抽采设备选择和地面工艺流程等；进入生产运行期要注重杜绝冷放空，采取少量热放空及零散气收集措施，将检维修作业、销售影响导致的放空影响降至最低，加强设备设施日常维护减少甲烷等气体逸散，达到废物产生减量化、资源利用最大化、能源消耗最低化。

（六）全力落实污染治理与生态修复

我国依然是发展中国家，还具有经济社会发展不平衡性和环境问题复杂性等特点，应在强化源头预防的同时，在末端采取必要的污染治理措施，为清洁生产守好最后一关。末端治理措施主要包括以下几方面：

1.废水方面：通过高级氧化法、电氧化+电絮凝处理采出水后达标外排。

2.固废方面：对钻井泥浆实施“不落地”处理，主要依靠振动筛、离心装置、压滤装置等实现钻井废弃物的分类收集和处置。

3.环境空气方面：给动力设备加装尾气净化装置，减少氮氧化物的排放，在运输和施工过程中落实苫盖、喷淋、围挡等防扬尘措施。

4.噪声治理方面：给压缩机、发动机等高噪设备加装隔音棉、隔音棚等降噪设施。

5.放射源管控方面：严格放射源存放、使用、转移和保管制度，认真执行我国《放射性污染防治法》等相关法规和条例。

6.生态保护方面：施工结束后及时平整压实场地，植树种草实施土地复垦和生态修复等末端措施，一手抓产建，一手抓治理，寻求绿色发展与环境保护的平衡点。

此外在运行管理过程中认真落实重点污染物排放控制指标，层层分解、定期考核，通过污染治理设施、淘汰落后产能、调整排采制度等方法，削减污染“存量”，控制污染“增量”，使排污“总量”控制在允许的指标范围内，使企业污染物排放满足排污许可要求。

（七）不断强化队伍和能力建设

1.培养环保专业人才。人才是企业发展的根本，要牢固树立“人才强企”理念，围绕不同发展阶段，多措并举，积极地为人才队伍建制度、搭平台、拓通道、压担子。将生态环境保护意识、环保工作技能，作为选拔人才、考核推优的必选项，在操作员工技能晋级计划、创新创效能力提升计划和“名匠”培训计划中加入生态环境保护知识要素，持续推进优秀复合型年轻人才队伍建设，通过机关干部下基层，开展青年骨干培训班等积累青年员工环保经验、增长环保知识，造就一支技艺精湛的行业工匠和技能人才队伍。

2.打造企业环保铁军。企业领导干部要以习近平生态文明思想为指引，做到知行统一，不断增强学习宣传贯彻的政治自觉、思想自觉、行动自觉，不断提高运用党的创新理论指导做好生态环境保护工作的能力；培养企业生态环境保护管理专业化技术团队，配备配齐配强专业化人才，同时培育并固化企业生态环境保护文化，以观念认同、价值共识为主要内容，将生态行为文化贯彻于企业具体实践中，形成企业生态环境保护合力；严格承包商环保能力准入考核，把生态环境保护具体约束条款纳入合同管理，环境保护能力不够的承包商实行“一票否决”；探索环保管家模式，借力借脑，促进公司生态环境保护管理治理水平的不断提升。

四、思考及建议

（一）推动法规标准不断健全完善

当前煤层气产业法规、标准不健全、不统一，各地区自成体系、各自为战，废水排放标准、泥浆处理标准、生态环境保护标准等不统一，部分地区标准过高，具有片面性，与煤层气生产开发实际特点不相符、与煤层气开发的低成本和国家的财政补贴初衷相悖；环评等手续办理受制与滚动开发、连续排采等因素，在实际管理中难以避免一些合规问题，应聚焦行业特点尽快制定非常规天然气整体区块项目环评配套政策措施，明确开展区块整体项目环评的技术原则和滚动开发过程管理要求，统筹发挥后评价、排污许可和动态监管的作用，简化项目审批流程，切实提高环评效能。

（二）加大煤层气产业环保技术攻关

突破煤层气产业生态环境污染防治重点技术攻关，特别是加强水污染防治领域技术攻关，致力于煤层气采出水资源化利用的研究攻关，统筹区域工业产业链发展，与煤炭洗煤环节、钢铁铝业冷却环节等相结合，在水资源匮乏的西北地区，与农业灌溉相结合，使采出水资源利用最大化。

（三）建立全生命周期绿色产业链

从地质勘察-物探-钻井-测井-固井-完井-射孔-排水采气-修井-集输-销售，多学科、多专业、多领域实施清洁作业、绿色生产，实现扰动最小化、污染最低化、效益最大化，主动落实清洁能源开发企业的环境保护主体责任，积极配合政府部门督察、主动接受人民群众及社会团体的监督，建设高质量、可持续的绿色煤层气产业模式。

新时期，生态文明建设工程任重道远，贯穿于生产经营的方方面面，煤层气产业绿色发展“既要有只争朝夕的精神，更要有持之以恒的坚守”；新起点，要以习近平生态文明思想为根本指引，尊重自然、顺应自然、保护自然，把煤层气行业、非常规天然气行业发展得越来越好，为构建人与自然和谐共生做出贡献。